[发明专利]制备半纤维素组合物的方法

说明书

提供了用于制备半纤维素组合物的多次提取方法。本文还提供了包含半纤维素组合物的抑制剂组合物。还公开了从包含所需矿物的矿石中富集所需矿物的方法，其中该方法包括在一种或多种捕收剂和包含半纤维素的抑制剂组合物存在下实施浮选工艺。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年3月31日提交的美国临时专利申请第62/316,084号的优先权，其全部内容并入本文。

技术领域

本公开一般涉及制备半纤维素组合物的方法，所述半纤维素组合物可用作矿石浮选工艺中的抑制剂。

背景

在含矿物矿石的加工中，理想的是将称为脉石的不需要的矿物(例如Al₂O₃、SiO₂和TiO₂)与矿石中需要的矿物(例如铁矿石)分离。实现该目标的一种方法是在正常浮选工艺中抑制具体矿物的浮选。在矿物浮选系统中，通常在漂浮需要的一种或多种矿物时抑制脉石材料。在优先浮选或反浮选系统中，通常在漂浮脉石时抑制需要的一种或多种矿物。通常通过在浮选步骤期间使用一种或多种抑制剂(depressing agent)(也称为抑制剂(depressant))来实现抑制。当添加到浮选系统中时，抑制剂对待抑制的材料施加特定的作用，从而防止其漂浮。抑制剂促进这种分离的能力被称为其选择性，即更具选择性的抑制剂实现了脉石与所需矿物的更好分离。

在典型的矿石浮选方案中，将矿石研磨至足够小的尺寸以从脉石中释放所需的一种或多种矿物。浮选工艺中的另一步骤涉及通过脱泥除去超细颗粒。超细颗粒通常定义为直径小于5至10微米的那些颗粒。脱泥工艺可以伴随或之后是絮凝步骤或一些其他类型的沉降步骤，例如使用旋风分离装置。该步骤之后是浮选步骤，其中在捕收剂和/或起泡剂的存在下将脉石材料与所需的一种或多种矿物分离。

在许多浮选系统中常规使用天然衍生的物质如淀粉、糊精和树胶作为抑制剂。在一些国家，禁止在这种类型的商业应用中使用具有食品价值的物质如淀粉。

玉米纤维是玉米碾磨过程的低价值副产品，通常与浸液掺和并用作动物饲料。玉米纤维的主要成分是纤维素、半纤维素、蛋白质、油、木质素和淀粉。通常通过碱性过氧化氢工艺(AHP)从玉米纤维中分离半纤维素。在AHP中，将玉米纤维在高温下与碱性溶液和过氧化物混合。所得产物含有固体和液体部分。当液体含有半纤维素时，将固体部分与液体分离。该方法是麻烦的，因为溶解的有机固体含量低并且仅约50-75%的玉米纤维溶解在反应介质中。增加溶解的有机固体含量的浓缩方法已证明是不成功的，因为玉米纤维在提取条件下显著溶胀，从而增加了提取溶液中玉米纤维的量(称为“浓度%”)并引起高浆料粘度和无效固液分离，导致产品损失。由于显著的发泡，半纤维素溶液的真空蒸发也是不成功的。

简述

本文公开了包含半纤维素的组合物，和制备该组合物的方法，以及它们在矿石浮选中作为抑制剂组合物的用途。具体地，制备半纤维素组合物或包含半纤维素的抑制剂组合物的方法包括：

(a) 将包含半纤维素的新的或未消化的植物材料，至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂合并以形成第一反应混合物；

(b) 使第一反应混合物反应足以形成含有半纤维素的第一反应产物的时间，其中所述反应产物包含液体部分和固体部分；

(c) 将第一反应产物的至少一些液体部分与第一反应产物的固体部分分离，以提供第一半纤维素组合物；

(d) 将至少一部分第一半纤维素组合物与新的或未消化的植物材料，至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂合并以形成第二反应混合物；

(e) 使第二反应混合物反应足以形成含有半纤维素的第二反应产物的时间，其中所述反应产物包含液体部分和固体部分；

(f) 将第二反应产物的至少一些液体部分与第二反应产物的固体部分分离，以提供第二半纤维素组合物或包含半纤维素的抑制剂组合物。